2023年，SSD价格依然一路向下，市场俨然已经变成了买方市场，预算内可选的SSD一下子多了起来。
摆在广大用户面前的问题只有一个，如何挑选既不浪费，又不拉胯，性能价格恰如其分的SSD呢？
SATA固然是一个稳妥的选择，M.2形态的NVMe SSD以其高性能、低功耗、尺寸小巧的优势，日益成为了当前消费级PC的硬盘的首选。
每款优秀的NVMe SSD都应是性能、功耗、功能、成本、可靠性、稳定性等多种因素的平衡。
当我们拿到一款SSD，也应该从这几个维度评估是否符合自己的需求。
英睿达的P3 M.2 2280是主流消费级NVMe SSD中的代表，今天就结合综合的评测数据解读这款2T版的P3 M.2 2280
外包装盒上展示了P3的主要信息，包括英睿达的公司logo，P3名称，同时包装上注明了这是1款2TB、PCIe 3.0的NVMe M.2 SSD。
P3的最高读带宽3500MB/s。SSD本体放在一个塑料壳中，此外还有一个用于固定的螺丝和一个说明书。
SSD正反面各有一个标签，正面的标签更多是一个产品标识，而反面则是盘的PN、SN、固件版本、认证信息、电压电流等基本信息。
同时，我们拿到的这片P3 上显示是ASSEMBLED IN MEXICO，也就是在墨西哥组装生产的。
基本配置信息
从基本信息上看，P3 支持NVMe 1.4及PCIe 3.0协议，支持6w、3w、1.5w及0.0250W和0.0030W共5档最高功耗，这使得用户可以按照自身的需求控制P3功耗。
此外，P3支持512Byte和4096Bytes两种Lba format格式，针对不同的系统和软件，正确的选用合适的LBA format有助于提升性能。
性能与功耗
性能和功耗是NVMe SSD最主要的两个维度，而性能则可以细分为顺序读写、随机读写两类负载，加上大压力大小、读写混合比等不同的指标，又可以进一步划分不同的评估指标，而功耗则可以分为idle功耗及带负载的功耗。
测试平台
CPU:AMD Ryzen 5 3600 6-Core Processor
Memory :16GB
Os: Windows 10
测试工具 ： Crytal Diskmark
性能测试结果如下：
在上述测试过程中，我们读取了不同的负载下的性能和功耗。如下图：
| test | item | Bandwidth (MB/s) | power consumption (w) |
| idle | na | 0.47 | |
| seq1mq8t1 | read | 3509 | 2.9 |
| seq128kq32t1 | read | 2498 | 3 |
| rnd4kq32t16 | read | 945 | 2.1 |
| rnd4kq1t1 | read | 61 | 1.2 |
| seq1mq8t1 | write | 3146 | 2.8 |
| seq128kq32t1 | write | 3098 | 2.9 |
| rnd4kq32t1 | write | 529 | 1.95 |
| rnd4kq1t1 | write | 301 | 1.98 |
P3在idle状态下，功耗只有470mW，这意味着当用户不使用时，大量的SSD的资源被关闭，P3仅需极少电量就可以维持一个基本的运行状态，在用户使用时可以快速切换至运行状态。
这样的低功耗模式广泛应用于消费级的各类产品中。
可以看到1m block size下，盘确实可以达到标称的3.5GB/s，这是个很大的io size，降低block size到128k之后的读带宽会下降。
事实上P3的identify controller数据结构中显示mdts为6，依照nvme 协议，mdts显示了一个盘最大处理的单个io的buffer size，超过256k的io将被系统分为多个io下发。
这里我们将io的block size设置为256k，可以看到和1m block size类似的结果。为了对盘的性能做进一步评估，我们搭建了一个linux环境，并使用fio对盘做预处理操作，并尽可能让P3进到顺序稳态和随机稳态里，进而评估其带宽和IOPS、延时。
测试平台2
CPU:AMD Ryzen 5 3600 6-Core Processor
Memory :16GB
Os: Centos8.4 (kernel 4.18.0-305)
测试工具:FIO 3.25
顺序负载的测试
预处理为顺序写0~100GiB,之后的测试参数也均在这个lba 范围里测试）。
顺序读写带宽测试（每项测试为1分钟预热，5分钟测试）结果：
| 测试项 | 带宽(MB/s) |
| 256k 顺序写 QD 1x64 | 3240MB/s |
| 256k顺序读 QD 1x64 | 3669MB/s |
| 256k顺序写 QD 1x32 | 3242MB/s |
| 256k顺序读 QD 1x32 | 3668MB/s |
QD1x64和QD1x32 可以理解为负载压力大小，可以看出，在稳态下，P3的读可以达到2.6GB/s，写在小压力下表现会优于大压力下的性能，对于个人PC而言，小压力表现更可以评估其使用体验，因为大的压力需要应用、CPU、内存等整个系统级别的高效协作。
在上述测试之后，接着做了顺序延时实验，结果如下：
| 测试项 | 延时 (us) |
| 4k 顺序写QD1x1 | 6 |
| 4k 顺序读QD1x1 | 21.3 |
随机读写测试
预处理为大压力全盘4k随机写20分钟，由于盘之前已经使用顺序负载填满了数据，所以随机预处理并不需要全盘写满。
4k随机读写峰值IOPS：
| 测试项 | IOPS |
| 4k 随机写 QD 4x32 | 15.8k |
| 4k随机读 QD 4x32 | 85.5k |
| 4k随机写QD 4x8 | 14.3k |
| 4k随机读 QD 4x8 | 85.8k |
| 4k 混合随机读写 QD 4x32 | 36k |
| 测试项 | 延时 (us) |
| 4k 随机写QD1x1 | 70.99 |
| 4k 随机读QD1x1 | 136.89 |
管理工具
英睿达拥有一款SSD管理工具，可以方便的安装在Windows系统中对P3进行监控和管理。
从上图可以看到这片P3的温度为30度，有1个namespace。从右侧还可以看到一些命令可以做进一步的管理和debug操作。
总结
虽然新一代的处理器已经开始支持PCIe 5.0，但是从性价比的角度，PCIe 3.0的P3仍然是个不错的选择。
首先从M.2规范角度看，其功耗和散热都有其局限性，所以，PCIe 5.0并不会为M.2的SSD带来性能的质的提升，反而会消耗宝贵的PCIe 5.0的插槽或者PCIe lane资源。
另一方面,整个PC系统像是一个木桶，要发挥SSD的性能，就需要CPU、内存、系统、应用都做相应的优化，反而低负载下SSD的性能和延时表现更容易影响用户的体验。
而P3的超3GB/s的读写带宽和数万随机读写IOPS等基础性能指标已经做的非常好了，在顺序读写和随机读写延时上都处于微秒级别。从吞吐带宽到响应性能表现，均有不错表现。
另一方面，P3的idle功耗和各类负载下的功耗均表现良好，且有多档功耗供用户选择，可以说是在多种因素上取得了较好的平衡。
本文来源于DOIT传媒，文章内容仅供参考，不构成投资建议。
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